切断非洲猪瘟的饮水传播途径是防控非洲猪瘟

摘要非洲猪瘟(AfricanSwinefever,ASF)是由非洲猪瘟病毒(AfricanSwinefevervirus,ASFV)感染家猪和各种野猪(非洲野猪、欧洲野猪等)引起一种急性、出血性、烈性传染病。世界动物卫生组织(OIE)将其列为法定报告动物疫病,该病也是我国重点防范的一类动物疫情。其特征是发病过程短,最急性和急性感染死亡率高达%,临床表现为发热(达40~42℃),心跳加快,呼吸困难,部分咳嗽,眼、鼻有浆液性或粘液性脓性分泌物,皮肤发绀,淋巴结、肾、胃肠粘膜明显出血,非洲猪瘟临床症状与猪瘟症状相似,只能依靠实验室监测确诊。年8月3日我国确诊首例非洲猪瘟疫情。1病原非洲猪瘟病毒是非洲猪瘟科非洲猪瘟病毒属的重要成员,病毒有些特性类似虹彩病毒科和痘病毒科。病毒粒子的直径为-纳米,呈20面体对称,有囊膜。基因组为双股线状DNA,大小-kb。在猪体内,非洲猪瘟病毒可在几种类型的细胞浆中,尤其是网状内皮细胞和单核巨噬细胞中复制。该病毒可在钝缘蜱中增殖,并使其成为主要的传播媒介。

本病毒能从被感染猪之血液、组织液、内脏,及其他排泄物中证实出来,低温暗室内存在血液中之病毒可生存六年,室温中可活数周,加热被病毒感染的血液55℃30分钟或60℃10分钟,病毒将被破坏,许多脂溶剂和消毒剂可以将其破坏。

2传播途径

非洲和西班牙半岛有几种软蜱是ASFV的贮藏宿主和媒介。美洲等地分布广泛的很多其他蜱种也可传播ASFV。一般认为,ASFV传入无病地区都与来自国际机场和港口的未经煮过的感染猪制品或残羹喂猪有关,或由于接触了感染的家猪的污染物,胎儿,粪便,病猪组织,并喂了污染饲料而发生。发病率和死亡率最高可达%。世界动物卫生组织将其列为法定报告动物疫病,我国将其列为一类动物疫病。年肯尼亚首次报道发生非洲猪瘟疫情,该病于上世纪60年代传入欧洲,70年代传入南美洲,传入高加索地区和俄罗斯。年以来,俄罗斯远东地区发生数起非洲猪瘟疫情。年我国沈阳市沈北新区沈北街道(新城子)五五社区发现国内首例病毒。该病现主要在非洲、中东欧和高加索地区流行。病毒在我国已有出现。健康猪与患病猪或污染物直接接触是非洲猪瘟最主要的传播途径,猪被带毒的蜱等媒介昆虫叮咬也存在感染非洲猪瘟的可能性。

年之前,中国没有非洲猪瘟。分子流行病学研究表明:传入中国的非洲猪瘟病毒属基因Ⅱ型,与格鲁吉亚、俄罗斯、波兰公布的毒株全基因组序列同源性为99.95%左右。

“通常非洲猪瘟跨国境传入的途径主要有四类:一是生猪及其产品国际贸易和走私,二是国际旅客携带的猪肉及其产品,三是国际运输工具上的餐厨剩余物,四是野猪迁徙。”

中国已查明疫源的68起家猪疫情,传播途径主要有三种:一是生猪及其产品跨区域调运,占全部疫情约19%;二是餐厨剩余物喂猪,占全部疫情约34%;三是人员与车辆带毒传播,这是当前疫情扩散的最主要方式,占全部疫情约46%。

3传播介质

1、通过饮水进行传播

2、通过饲料进行传播

3、通过寄生虫进行传播

4、其他传播途径

病理及诊断1病理变化

在耳、鼻、腋下、腹、会阴、尾、脚无毛部分呈界线明显的紫色斑,耳朵紫斑部分常肿胀,中心深暗色分散性出血,边缘褪色,尤其在腿及腹壁皮肤肉眼可见到。显微镜所见,于真皮内小血管,尤其在乳头状真皮呈严重的充血和肉眼可见的紫色斑,血管内发生纤维性血栓,血管周围有许多之嗜酸球,耳朵紫斑部分上皮之基层组织内,可见到血管血栓性小坏死现象,切开胸腹腔、心包、胸膜、腹膜上有许多澄清、黄或带血色液体,尤其在腹部内脏或肠系膜上表部分,小血管受到影响更甚,于内脏浆液膜可见到棕色转变成浅红色之瘀斑,即所谓的麸斑(BranFlecks),尤其于小肠更多,直肠壁深处有暗色出血现象,肾脏有弥漫性出血情形,胸膜下水肿特别明显,及心包出血。

(1)在淋巴节有猪瘟罕见的某种程度之出血现象,上表或切面似血肿之结节较淋巴节多。

(2)腺脏肿大,髓质肿胀区呈深紫黑色,切面突起,淋巴滤胞小而少,有7%猪脾脏发生小而暗红色突起三角形栓塞情形。

(3)循环系统:心包液特别多,少数病例中呈混浊且含有纤维蛋白,但多数心包下及次心内膜充血。

(4)呼吸系统:喉、会厌有瘀斑充血及扩散性出血,比猪瘟更甚,瘀斑有发生於气管前三分之一处,镜检下,肠有充血而没有出血病灶,肺泡则呈现出血现象,淋巴球呈破裂。

(5)肝:肉眼检查显正常,充血暗色或斑点大多异常,近胆部分组织有充血及水肿现象,小叶间结缔组织有淋巴细胞、浆细胞(PlasmaCell)及间质细胞浸润,同时淋巴球之核破裂为其特征。

2发病机理

ASFV可经过口和上呼吸道系统进入猪体,在鼻咽部或是扁桃体发生感染,病毒迅速蔓延到下颌淋巴结,通过淋巴和血液遍布全身。强毒感染时细胞变化很快,在呈现明显的刺激反应前,细胞都已死亡。弱毒感染时,刺激反应很容易观察到,细胞核变大,普遍发生有丝分裂。

发病率通常在40%-85%之间,死亡率因感染的毒株不同而有所差异。高致病性毒株死亡率可高达90-%;中等致病性毒株在成年动物的死亡率在20%-40%之间,在幼年动物的死亡率在70%-80%之间;低致病性毒株死亡率在10%-30%之间。

3主要症状

自然感染潜伏期5~9天,往往更短,临床实验感染则为2~5天,发病时体温升高至41℃,约持续四天,直到死前四十八小时,体温始下降为其特征,同时临床症状直到体温下降才显示出来,故与猪瘟体温升高时症状出现不同,最初三至四日发热期间,猪只之食欲,显出极度脆弱,猪只躺在舍角,强迫赶起要它走动,则显示出极度累弱,尤其后肢更甚,脉搏动快,咳嗽,呼吸快约三分之一,显呼吸困难,浆液或粘液脓性结膜炎,有些毒株会引起带血之下痢,呕吐,血液变化似猪瘟,从三至五个病例中,显示有50%之白血球数减少现象,淋巴球也同样减少,体温升高时发生白血球性贫血,至第四日白血球数便降至40%才不下降,未成熟中性球数增加也可观察到,往往发热后第七天死亡,或症状出现仅一、二天便死亡。

实验分析1临床试验每天对猪只进行两次临床评估,观察有无ASF临床症状,并且在接种后0天和第5天采血。在接种后5天内出现临床症状的猪将被安乐死,采集血样和组织。存活的猪只在接种后第5天全部安乐死,并且进行剖检。采用RT-PCR检测猪脾脏和血样中的ASFV,并且对脾脏进行病毒分离。做出剂量-反应曲线并且计算ID50。2数据分析

本实验采用3种检测方法(PCR检测脾脏,PCR检测血清,以及脾脏病毒分离),每只猪会有一个3维结果。只要任何一个检测结果为阳性,ASFV感染视为阳性。我们使用约束性样条回归分析来分析剂量和感染率的关系。约束性被限定为剂量升高时感染率也会升高,并且这样的关系是持续的。根据三种检测的结果,我们在贝叶斯分层模型内使用约束性样条回归以估算每个剂量的病毒在一次暴露下的感染概率。在单次暴露的基础上,我们也模拟了重复暴露的高结果,假设重复暴露都是独立事件。因此,我们统计多次暴露的感染率为1–(1–p)q,p是单次暴露后感染的概率,q是暴露的次数。

3结果感染结果见下图。实验猪共64只,另外14只阴性猪只中,未检测到ASFV。因此可见实验过程中保证了足够的生物安全。在饲料实验中,32只猪只感染,其中16只(50%)猪通过病毒分离和PCR检测肾脏为阳性,8只猪(25%)仅病毒分离阳性,8只猪(25%)3检测均为阳性。

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图1A为1次暴露B为3次暴露C为10次暴露

总体来说,在饲料和水中,ASFV的感染可能性随着剂量增加而升高。在水中,引起至少1只猪感染的最低感染剂量(MID)为TCID50,饲料中最低感染剂量(MID)的剂量达到TCID50。对于一次暴露,饮水接触具有更高的感染可能性,在.5TCID50时95%猪只可以被感染(见图1A)。在饮水最高剂量实验检测中(TCID50),%猪只感染ASFV。与其相比,在本实验中没有饲料的剂量可以达到%感染率。

当考虑多次暴露时,饮水和饲料在各个剂量水平的感染率都会增加(图1B和C)。通过饮水暴露10次后,最低剂量1TCID50ASFV的感染可能性接近1.对于饲料中多次暴露,其95%CI在最低剂量时范围变大,提示在多次暴露时感染率的不确定性增高。

图2

该结果是由于少量的猪只在一次性暴露后被感染,接触到低剂量病毒并且感染率较低。病毒的半数感染剂量分布见图2。饮水的ID50是.0(95%CI–.3),饲料的ID50是.8(95%CI.6–+)。4讨论

本实验证明ASFV可以有效的通过饮水和饲料经口传播。早期研究表明ASFVKWH/12株通过乳汁传播的最小50%血细胞吸附率是。之后,Howey等人测定了3倍剂量的ASFVMalawi株经口腔灌服对商业猪的感染力。尽管HAD50的低剂量并未引起感染(0/2),但中等(HAD50)和高(HAD50)剂量足以在%的猪(4/4)(35)中引起感染。最近,一项研究表明,与ASFV格鲁吉亚株相关的分离株,即使是较低剂量的也能诱导感染。具体来说,Pietschmann等人表明,使用ASFV亚美尼亚株,低至3和25血吸收单位的病毒口鼻剂量,使用2毫升脾悬浮液接种导致了野猪感染。在虚弱和体况较差的野猪身上,表现出更高的易感性。

在我们的研究中,我们通过口服液体确认了ASFV格鲁吉亚株的高传染性。值得注意的是,我们实验中能够主动饮用被污染的液体猪是健康和健壮的。生产性感染导致将近40%的猪暴露在含有1TCID50的ASFV液体接种物中。自然饮水中含有ASFV低感染剂量应被视为ASF通过水传播的一个可能因素,这与多瑙河与罗马尼亚ASF传播的流行病学证据一致。

通过口鼻或眼内液体接触途径接种的ASFV可能会因病毒暴露于鼻咽部(包括扁桃体)或胃肠道而导致感染。由于ASFV在广泛的pH值范围内(从4到10)具有很高的稳定性,因此理论上可能在酸性胃环境中存活,但通常不太可能。更可能的是,液体介质为病毒与扁桃体接触提供了理想的媒介,在自然暴露于ASFV后,病毒在扁桃体复制。

有报道发现猪只感染ASFV的途径包括摄入含有感染动物组织的饲料。早在年,有报道称,通过口服摄入传播ASFV所需的最小剂量为。Plowright等人用含.7–.1HAD50ASFV的猪匀浆组织感染猪只实验失败。相反,Colgrove等人将50克感染猪的脾脏和肝脏粉碎物加入固体饲料中,成功感染家猪。每克组织中含有.0–.5HAD50的ASFV分离白细胞II。我们的实验研究使用了ASFV格鲁吉亚株表明,通过食用饲料成功感染ASFV的剂量需要比液体更高。与液体相比,饲料可能刺激唾液蛋白酶降解病毒。此外,饲料物质可能抑制扁桃体接触,减少病毒在进入胃肠道前暴露给淋巴组织和上皮组织。

尽管在本研究中观察到饲料中的MID值高于液体,但我们推测与现代养猪生产系统中的水源相比,饲料实际上可能具有更高的风险。饲料输送是一个高频率的事件,饲料生产高度集中;因此,受污染的饲料很容易分散到大量养猪场。与我们的研究相比,猪也可能以更大的体积(g)和更高的频率(1次接触)食用受污染的饲料。使用ASFV污染的完整饲料后给予3或10次暴露,生产性感染的可能性显著增加(图1,B、C组)。因此,尽管与液体相比,在受污染饲料中摄入ASFV后感染的概率较低,但高暴露频率可能使饲料成为更重要的传播风险因素。更大的风险是高度集中化的饲料厂使用来自全球分销供应链的原料。例如,美国中西部一家养猪场的库存表明拥有来自北美、亚洲和欧洲12个国家的饲料成分。

截至年2月,ASFV已扩散到罗马尼亚的一个高生物安全农场,并在中国25个省(包括首都北京)的猪群中检测到,受影响的猪群之间相隔数千公里。在世界上最大的猪肉生产国,ASFV是如何跨越如此广阔的区域传播还不得而知;然而,应该考虑在饲料或饲料成分中病毒的移动的可能性。我们的研究结果表明,ASFV可以通过液体和饲料经口传播,支持了饲料病毒传播过程中的潜在作用。

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